强夯法在机场粉细砂填方地基中应用

强夯法在机场粉细砂填方地基中应用

杨新龙 1 史 斌 2

1. 西安西北民航项目管理有限公司，陕西 西安 710075

2. 2.西安建筑科技大学建筑设计研究院，陕西 西安 710075

[摘要] 强夯法处理粉细砂地基施工工艺较简单，施工速度快，造价低，质量易保障，结合已建西北某机场为例，对航站区粉细砂填方地基处理方式进行试验与检测，总结得出强夯法处理粉细砂填方相关设计要点，可供类似工程提供参考。
[关键词] 强夯 填方 粉细砂 机场

1 概述

机场占地面积广，地质条件复杂^[1],以飞行区等级2B机场为例，仅飞行区占地需400亩以上，为了满足使用及规范平整度要求，大多存在高挖高填的情况，建筑物建在填方地基较为常见，因此总结建筑物在填方地基处理形式很有必要。强夯法处理地基是利用夯锤自由落下产生的冲击波使地基密实，是上世纪60年年代由法国梅耶公司发明，于1978年引入我国^[2]。强夯法具有施工机械设备简便、原理直观、节约材料、工期较短、投资较省，对周围环境污染小，造价较低等优势，适用范围广泛^[3]。结合已建西北某机场为例，对航站区粉细砂填方地基处理方式进行试验与检测，总结得出了强夯法处理粉细砂填方相关设计要点。

2 工程概况及地质条件

根据勘察单位提供的详细勘察阶段岩土工程勘察报告，地貌单元属风沙滩地和沙盖黄土梁岗地貌，沙丘一般高3～8m，沙丘属半固定沙丘。场地高差起伏较大，相对高差52.36m。航站区拟建机库、餐厅宿舍楼等建筑物，拟建机库位于填方6~8m的区域。场区内主要岩土层及特性为：

1. 风积砂（Q4eol）：主要成分为石英、长石，砂质不纯净。厚度0.20～6.90m，层底深度0.20～6.90m，层底高程1284.90～1336.66m。松散-

【作者简介】杨新龙（1987~），男，山东人，工程师，国家一级注册结构工程师，从事混凝土结构和钢结构设计与研究工作。

2. 稍密、稍湿，颗粒均匀，级配不良。标贯击数均值为6.6击，承载力特征值110kPa。

3. 湖积砂（Q3l）：主要成分为石英、长石，砂质不纯净。厚度0.50～16.1m，层底深度1.40～20.30m，层底高程1274.60～1324.68m。中密-密实、饱和，颗粒均匀，级配不良。标贯击数均值为16.8击，承载力特征值170kPa。

4. 黄土（Q3eol）：分布于场地西南部，中密，稍湿，成分为粉土，孔隙发育，土质较均匀，级配不良。厚度1.60～11.80m，层底深度3.00～16.20m，层底高程1298.25～1333.47m。承载力特征值155kPa。

5. 黄土（Q2eol）：成分为粉土，孔隙发育，土质较均匀，级配不良，不具湿陷性。厚度0.20～56.30m，层底深度15.00～35.00m，层底高程1265.10～1324.67m。承载力特征值165kPa。

3 地基处理方案

机库设计正负零设计标高为1302.15m，原地面标高为1297.78~1298.75m，在场地初平时，利用飞行区沙土进行回填至设计标高1302.15m，根据地勘及《建筑地基处理规范》，地基处理深度应至①层风积砂（Q4eol）底1294.78~1296.45m，处理深度应达到7米。

图1 工程地质剖面图

经对比拟采用强夯法，强夯施工确定地基施工参数为：采用200t·m能级，夯位排布为3m×3m的正方形，强夯分两遍跳夯施工，第一遍每夯位连续12击，整平地面并测记地面高程，第二遍（第一遍夯过的空位），每夯位连续9击，整平地面并测记地面高程，第三遍用100t·m拍夯，夯痕压叠1/3，每夯位连续3击。

图2 现场强夯效果

经检测中心对夯后地基进行检测，承载力特征值达200kpa以上，夯沉量约为0.36m，强夯有效处理深度约为7m，可满足地基设计相关要求。

根据《建筑地基处理技术规范》4.2.4条，基础持力层下土层压实系数不应小于0.97^[3]，当点夯完成后，常用推土机将奈坑回填推平，因此坑底标高以的填土比较疏松，试验检测单位现场利用振动台干法所测的最大干密度结果为1.671g／cm^３，对终夯面下1.5米深度范围内干密度进行实测：

表1 现场0~1.5m实测分层干密度

终夯面下深度（m）	干密度（g／cm３）	压实度
0.3	1.67	100%
0.6	1.61	96%
0.9	1.61	96%
1.2	1.64	98%
1.5	1.65	99%

由上表可知，0.3~1.2m压实度低于0.97，1.2m深度以下范围的压实度满足规范对土基压实度97%的要求。考虑冻土深度1.4m，综合确定基础埋深为1.5m，整片场地经强夯后，为改善地基均匀性，强夯范围内换填不小于0.50m厚级配砂石垫层。

4．结论

对5m厚填土区域采用200t·m能级3m×3m夯点间距直接强夯，终夯面以下有效处理深度可达7m，夯沉量为0.36m。在基础埋设深度以下，强夯粉细砂的密实度可达97%，地基承载力特征值为200kPa以上，满足规范及基础设计要求。强夯法处理粉细砂地基施工工艺较简单，施工速度快，造价低，质量易保障，相关设计要点可供类似工程提供参考。

参考文献：

1、《机场粉质粘土高填方地基处理方法》 吴云峰，建筑施工；

2、《地基处理手册》 龚晓南 ，第三版，中国建筑工业出版社；

3、《强夯技术在高速公路大块石高填方路基施工中的应用》 金天江，黄岗，梁朝勇等，隧道桥梁道路水港——201 1年学术交流会论文集；

4、《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2012，中国建筑工业出版社；